Косозубые цилиндрические передачи.
Особенности конструкции и расчёта
Иванов М.Н. "Детали машин" 1984г. §8.7 с. 123-129.
Косозубые цилиндрические передачи, как и прямозубые, предназначены для передачи крутящего момента между параллельными валами. У косозубых колёс оси зубьев располагаются не по образующей делительного цилиндра, а по винтовой линии, составляющей с образующей угол β= 7… 20° . Угол наклона зубьев β по величине одинаков для обоих колёс, но на одном из сопряженных колес зубья наклонены вправо, а на другом влево.
Передаточное число одной пары до 12. В прямозубых передачах линия контакта сопряженных поверхностей параллельна оси, поэтому контакт с парным зубом наступает сразу по всей длине зуба. В косозубых передачах контакт между зубьями начинается в точке (1), затем увеличивается до прямой (2), "диагонально" захватывающий зуб и постепенно уменьшается до точки.
При этом, распределение нагрузки по длине контактных линий при идеально точном расположении зубьев происходит неравномерно, что связано с переменной жесткостью пары контактирующих зубьев по длине контактных линий и с неравномерным износом.
У полюса зацепления удельная нагрузка больше, чем средняя, так как больше удельная жесткость сцепляющихся зубьев и меньше скольжение. Однако при нагрузках близких к предельным, вследствие местных неопасных выкрашиваний, эпюра нагрузок перераспределяется и удельные нагрузки приближаются к нагрузкам, пропорциональным приведенным радиусам кривизны. Применения высокотвердых шестерен позволяет повысить их нагрузочную способность на 20%...30%.
Существенным недостатком косозубых колес является наличие осевого усилия FX, стремящегося сдвинуть колёса вдоль оси. Усилие FX прямо пропорционально углу наклона β. Направление осевого усилия определяется направлением вращения колёса, направлением винтовой линии зуба и каким оно является - ведущим или ведомым. Этот недостаток устраняется введением шевронных колес - имеющих зубья с противоположными углами наклона. Различают шевронные колёса с жестким углом (один венец для зубьев двух направлений) и с канавкой посередине обода колёса, предназначенной для выхода режущего инструмента.
Эти передачи допускают большой угол наклона зубьев β = 25… 40°. Ввиду сложности изготовления, шевронные передачи применяют реже, чем косозубые, т.е. в тех случаях, когда требуется передавать большую мощность и скорость, а осевые нагрузки нежелательны.
Окруженные скорости до 30 м/с; U < 1 0…12, η = 0,96…0,98.
Достоинства косозубых передач по сравнению с прямозубыми: уменьшение шума при работе; меньшие габаритные размеры; высокая плавность зацепления; большая нагрузочная способность; значительно меньшие динамические нагрузки.
Геометрические параметры косозубых колёс.
В косозубой передачи сила Fn, действующая на зуб косозубого колеса в зацеплении, направлена по нормали к профилю зуба, т.е. по линии зацепления эквивалентного прямозубого колеса и составляет угол aw с касательной к цилиндрической поверхности.
Эту силу разложим на две составляющие: окружное усилие на эквивалентном колесе - Ftv и радиальное (распорное усилие) на этом колесе - Fr.
Если, в свою очередь, силу Ftv разложить по двум направлениям, то получим окружную и осевую силу - Ft и осевую силу - Fx.
Пространственное расположение сил представлено рисунком.
Окружная сила для колес всех типов:
В косозубых колёсах за счёт угла наклона зуба имеется два шага Pt - торцевой и Pn - нормальный.
Наклон зуба образуется за счёт наклона инструмента нарезающего зуб.
Соответствующие Pn и Pt модули
mn - берется по СТ СЭВ 310-76
[1] [2] [3] =>